Dispenser Pemantau Konsumsi Air..... (Mar’atus Arifiah) 1 E-Jurnal Prodi Teknik Elektronika Edisi Proyek Akhir D3
DISPENSER PEMANTAU KONSUMSI AIR MINUM BERBASIS MIKROKONTRONTROLER ATMEGA328P DISPENSER WATER CONSUMPTION BASED MONITORING MIKROKONTRONTROLER ATMEGA328P Oleh : Mar’atus Arifiah (13507134022), Universitas Negeri Yogyakarta
[email protected] Abstrak
Tujuan dari proyek akhir ini adalah merealisasikan perancangan serta pembuatan dan mengetahui unjuk kerja Alat Pemantau Konsumsi Air Minum. Alat tersebut diharapkan dapat membantu meningkatkan kesadaran seseorang akan pentingnya mengkonsumsi air minum secara teratur. Metode proyek akhir ini ada beberapa tahap yaitu identifikasi serta analisis kebutuhan, perancangan hardware, perancangan software dan pengujian. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh hasil bahwa Dispenser Pemantau Konsumsi Air Minum berbasis ATmega328P ini bekerja seperti apa yang diharapkan dari rangkaian catu daya yang stabil, kemudian sensor warna dapat membaca kondisi warna gelas, sensor flow meter dapat menghitung jumlah volume air, dan RTC dapat mencatat waktu dengan akurat. Uji rangkaian tegangan dapat dijelaskan bahwa rata-rata error sebesar 1,42% dari perhitungan Flowrate dan Volume air yang terlewati. Rata-rata error pada uji rangkaian tegangan sekitar 20% dari selisih tegangan sumber 6 volt dan 4% pada selisih tengangan yang diukur dari sumber regulator arduino uno. Secara keseluruhan sistem ini dapat bekerja dengan baik. Kata kunci : Dispenser, Pemantau, Konsumsi, Air, Atmega328p. Abstract The purpose of this final project wa to realize the design and manufacture of and to know the performance of Drinking Water Consumption Monitor. The tool is expected to help increase awareness of the importance of consuming someone drinking water on a regular basis . This final project methods there are several stages, as well as the identification of needs analysis, hardware design, software design and testing. Based on test results obtained that Dispenser water comsumption based monitoring mikrokontroler Atmega328P is working as expected from a series of steady power supply, then the color sensor can read the conditions of the color of the glass, sensor flow meter can calculate the volume of water, and the RTC can be clocked with accurate. Test voltage circuit can be explained that the average error of 1.42% of the calculation flowrate and the volume of water that passes. The average error in the test circuit voltage of about 20% of the difference between the voltage source 6 volts and 4% on the difference between the measured voltage of the regulator sources arduino uno. Overall this system can work well. Keyword : Dispenser, Monitor, Consumption, Water, Atmega328P.
76
stadium
PENDAHULUAN
4
atau
yang
hanya
Air sangat diperlukan oleh
mempunyai satu ginjal tidak boleh
tubuh manusia. Tanpa air, manusia
terlalu banyak minum air putih,
tidak akan bisa bertahan hidup lama.
karena
Bagi manusia, air diperlukan untuk
berfungsi dengan semestinya, dan
menunjang kehidupan, antara lain
kebanyakan
cairan
dalam kondisi yang layak diminum
mengakibatkan
hiperfiltrasi
tanpa
pembengkakan ginjal. Efek samping
mengganggu
kesehatan
(Depkes RI, 2006).
ginjalnya
tidak
dapat
justru dan
lain yang mungkin timbul akibat Medicine
minum air dalam jumlah terlalu
mengungkapkan bahwa kebutuhan
banyak adalah timbul rasa mual.
asupan air orang dewasa pria antara
Selain
3 liter atau setara dengan 13 gelas,
berlebihan
sedangkan untuk wanita dewasa
keseimbangan elektrolit, yang bisa
antara 2,2 liter setara dengan 9 gelas
mengkibatkan tubuh tidak berfungsi
setiap harinya. Kurang cukup minum
dengan baik (Wardlaw, 2007).
Institute
of
air akan menyebabkan kelebihan lemak
tubuh,
pertumbuhan
itu
konsumsi akan
air
mempengaruhi
Berdasarkan
dan
permasalahan
yang
yang
dari ada,
penulis
kesehatan otot kurang normal, fungsi
bermaksud membuat alat pamantau
pencernaan
konsumsi
dan
organ
menjadi
air
minum
berbasis
kurang efisien. Jika berkelanjutan
mikrokontroler Atmega328P. Alat
kurang
bisa
ini nantinya akan diaplikasian ke
menyebabkan dehidrasi. Dehidrasi
Rumah Sakit dan diharapkan dapat
bisa melemahkan anggota gerak,
membantu perawat dalam memantau
hipotonia, hipotensi dan takikardia,
konsumsi air minum pasien yang
kesulitan
sedang
cukup
minum,
berbicara,
bahkan
terkadang juga sampai pingsan. Sebaliknya, banyak
bila
mengkonsumsi
dan
membutuhkan
asupan air minum yang banyak
terlalu air
sakit
dalam masa pemulihannya.
akan
Alat pemantau konsumsi air
berdampak buruk. Sebagai contoh
minum ini terdiri dari rangkaian
orang yang punya penyakit ginjal
pengolahan data, sensor, penampil
77
data dan penyimpan data. Rangkaian
Pemantau Konsumsi Air Minum
pengolah data terdiri dari rangkaian
berbasis Mikrontroler ATmega328P
mikrokontroler Atmega328P, sensor
dan Mengetahui unjuk kerja Alat
yang digunakan yaitu sensor flow
Pemantau Konsumsi Air Minum
meter dan sensor warna, penampil
berbasis Mikrontroler ATmega328P.
data menggunakan LCD 16 x 2,
METODE PENELITIAN
penyimpan
data
menggunakan
Metode
modul microSD card. Rumusan
yang
dalam penelitian ini terdiri dari
masalah
beberapa tahap yaitu : blok diagram,
yang
diangkat dari proyek akhir ini yaitu :
perancangan
1. Bagaimana
sistem,
merancang
dan
program,
hardware
Alat
pengambilan data.
membangun
pengujian
perancangan alat,
dan
Blok Diagram
Pemantau Konsumsi Air Minum berbasis
dilakukan
Mikrokontroler
ATmega328P ? 2. Bagaimana merancang dan membangun software Alat Pemantau Konsumsi Air Minum berbasis MikrokontrolerATmega328P ? 3. Bagaimana
unjuk
implementasi
Alat
kerja
Gambar 1. Blok Diagram Sistem
dan
Blok diagram sistem pada gambar 1
Pemantau
Konsumsi Air Minum berbasis
menjelaskan susunan sistem secara
Mikrokontroler ATmega328P ?
keseluruhan bahwa input terdiri dari sensor flow meter, sensor warna dan
Tujuan
dari
pembuatan
RTC
Proyek Akhir ini adalah mampu merealisasikan
perancangan
mengunakan
Alat
dari
berbasis Mikrontroler ATmega328P, pembuatan
controller Mikrokontroler
Atmega328P, dibagian output terdiri
Pemantau Konsumsi Air Minum
Merealisasikan
DS1307,
LCD
16x2,
MicroSD Card.
Alat
Perancangan Sistem
78
Buzzer
serta
Perancangan sistem terdiri dari
perancangan
Flowchart system ditunjukkan pada
hardware,
gambar 2.
perancangan software dan flowchart. Perancangan Hardware Perancangan
hardware
merupakan perancangan rangkaianrangkaian
yang
dibutuhkan.
Rangkaian yang dibutuhkan antara lain : rangkaian power supply, Arduino Uno, dan shield Arduino. Perancangan Software Perancangan perangkat lunak merupakan langkah
yang paling
menetukan dalam proses pembuatan
Gambar 2. Flow Chart Sistem
sebuah sistem alat ini. Perancangan perangkat
lunak
Penjelasan flowchart dari Dispenser
menggunakan
Pemantau Konsumsi Air Minum
bantuan software Arduino dengan Bahasa
pemrograman
digunakan
adalah
berbasis
yang
Bahasa
Atmega328P,
C.
yang
nantinya
sudah
akan
Blue
Perancangan Program
dijadikan
pedoman
yang
digunakan
untuk
air melewati sensor, RTC sebagai
dengan membuat flowchart, untuk
akan
warna
flow meter akan membaca pulsa saat
alat pemantau konsumsi air diawali
penyusunan. Flowchart
sensor
mengkonsumsi air secara bergantian,
Perancangan program pada
penulis
terdeteksi,
membaca warna gelas Red, Green,
didownload Arduino Uno.
mempermudah
memasukan
microSD card terdeteksi, apabila
diperoleh file dengan extensi *.hex inilah
yaitu
microSD Card pada modul sampai
Program yang telah dibuat akan
file
Mikrokontroler
pewaktuan
dalam
saat
seseorang
mengkonsumsi air minum agar data
tersebut
yang didapat lebih akurat, setelah itu
dalam
data hasil pembacaan
membuat program untuk alat ini.
79
tersebut
ditampilkan pada layar LCD, dan
Tabel
akan disimpan pada microSD Card.
Presentase Error
HASIL PENGUJIAN DAN
1.
Hasil
Tegangan
PEMBAHASAN Pengujian pengujian
alat
meliputi
tegangan,
Presentase
(Volt)
Error (
supply
sensor flow meter, pengujian RTC,
= 40%
(6V)
1. Pengujian Tegangan tegangan
masing-masing blok bertujuan
regulator
untuk
Arduino
mengetahui
besarnya
4,8 − 5 ) 5 × 100%
4,8
Tegangan
pada
(
= 4%
Uno
tegangan dari masing-masing
7,2 − 6 ) 6
× 100%
tanpa beban
pengujian MicroSD Card.
Pengujian
Nilai
7,2
power
pengujian
Pengukuran
blok piranti. Untuk menghitung
Data tabel 1 menunjukan bahwa
persentase
ada
tegangan keluaran pada saat diuji
beberapa sesi pengambilan data
tidak harus sama persis dengan hasil
tegangan
pengukuran
teori, dikarenakan setiap komponen
tengangan output power supply
memiliki toleransi yang berbeda –
tanpa beban 6V tegangan yang
beda yang terpenting masih didalam
terukur 7,2V dengan presentase
batas
error 20%. Output tegangan
berjalan dengan baik.
kesalahan,
yaitu
ukur
4,8V
dan
alat
dapat
2. Pengujian Sensor Flow Meter
regulator arduino uno dengan hasil
toleransi
Pengujian
dengan
sensor
flow
meter
presentase error sebesar 4%.
bertujuan untuk mengetahui seberapa
Menghitung
detail
presentase
error
𝑉� � � −𝑉� � � 𝑉���
flow
meter
yang
digunakan menghitung volume air. Data berikut ini adalah hasil
rumusnya sebagai berikut : 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = (
sensor
)×
pengujian dari sensor flow meter.
100%
80
Tabel 2. Pengujian Sensor Flow
Berdasarkan Datasheet, nilai flow
Meter
rate
Jum lah (L)
didapatkan
dari
hasil
perhitungan dari frekuensi keluaran
Flow rate (L/min)
0,1
Vol Teru kur (L) 0,10
Frekuensi gelomban g
1.15 L/m
8,625
Pulse characteristic (F) = 7.5 x Flow
0,2
0,21
1.15 L/m
8,625
rate (L/min)
0,3
0,34
1,81 L/m
13,575
Flow Rate (L/min) = Pulse (F) / 7.5
0,4
0,40
1,81 L/m
13,575
Diket
0,5
0,55
2,14 L/m
16,05
0,6
0,62
1,98 L/m
14,85
0,7
0,71
1,32 L/m
9,9
0,8
0,83
1,65 L/m
12,375
Dari hasil perhitungan di atas dapat
0,9
0,94
2,31 L/m
17,325
disimpulkan bahwa presentasi erorr
1
1,01
1,81 L/m
13,575
pembacaan volume pada sensor flow
pada sensor, didapatkan persamaan seperti berikut:
: Pulse (F) = 13 L/min
Ditanya : Flowrate (L/min) Flowrate (L/min) = (Pulse ( F)) / 7,5
Berikut
merupakan
= 13 / 7,5 = 1.73 L/min
meter sebesar 1,42%, dan hasil
contoh
perbandingan antara pembacaan flow
perhitungan presentasi error (%) Diket
rate
: Vol sebenarnya : 0,6 L
|vol
terukur
–
yang
Pengujian RTC dilakukan dengan
vol
cara membandingkan data waktu
sebenarnya |
yang di dapatkan oleh RTC dengan
= |0,62 L – 0,6 L|
waktu yang diperoleh dari jam. Pengujian RTC sangat penting,
= 0,02 L
=|
dengan
hasil
3. Pengujian RTC
Penyelesaian :
% error = |
dan
diharapkan.
Ditanya : error dan % error
=
sensor
perhitungan sesuai
Vol terukur : 0,62 L
error
pada
����� ��𝑙 ��������𝑦� 0,02 0,6
𝑥 100%|
karena dapat mendukung kelancaran dalam memberikan kevalidan data
𝑥 100%|
waktu yang terdapat pada sisitem
= 3,3 %
tersebut.
81
Tabel 3. Hasil pengujian RTC
DATALOG.txt menandakan bahwa system sudah dapat menyimpan data.
Selisih
Hasil
Hasil
Pembacaan
Pembacaan
RTC
Jam
30/11/2016
30/11/2016
14:41:00
14:40:55
30/11/2016
30/11/2016
14:42:00
14:41:55
30/11/2016
30/11/2016
14:43:00
14:42:55
5 detik Gambar 5 detik
3.
File
dalam
bentuk
DATALOG.txt
5 detik
Hasil pengujian RTC dapat dilihat dalam tabel 3, selisih pembacaan antara
pembacaan
RTC
dan
Gambar 4. Isi File DATALOG.txt
menggunakan
hasil
Isi dari file DATALOG.txt terdapat
pembacaan
pada gambar 4, isi file tersebut berisi
menggunakan jam hanya terpaut antara
–
0
24
menunjukan memberikan
detik,
hal
bahwa data
data konsumsi air minum secara
ini
realtime, hal ini menunjukan dalam
dalam
waktu
segi penyimpanan data sudah bekerja
sangan
dengan baik.
akurat.
KESIMPULAN
4. Pengujian MicroSD Card
Berdasarkan hasil pengujian
Pengujian penyimpanan data pada MicroSD
Card
bertujuan
yang
untuk
Minum
berfungsi dengan baik atau tidak.
pada
penyimpanan
data
laptop, terlihat
gambar 3, file data dalam
terhadap
Mikrokontroler
dibagi
menjadi
3
macam :
Carddengan
1. Merealisasikan perancangan alat
membuka file menggunakan aplikasi notepad
berbasis
ATmega328P
Cara mengecek file yang disimpan MicroSD
dilakukan
Dispenser Pemantau Konsumsi Air
mengetahui apakan modul tersebut
pada
telah
Pemantau Konsumsi Air Minum
hasil
berbasis
pada
Mikrokontroler
ATmega328P yang terdiri dari :
bentuk
(1) perancangan hardware yaitu
82
mendesain
modivikasi
dengan
baik,
pengujian
dispenser, mendesain rangkaian
dilakukan dengan pembacaan
sensor
mendesain
warna gelas oleh sensor warna
rangkaian LCD, (2) perancangan
lalu dilanjutkan sensor flow
software menggunakan software
meter membaca volume air dan
Arduino
hasil
warna,
untuk
merancang
pembacaan
tersebut
program, software ISIS untuk
ditampilkan pada media LCD
mendesain layout PCB. Semua
dan disimpan pada MicroSD
rancangan dan program tersebut
Card.
sudah dapat berfungsi dengan
SARAN
baik.
Dalam pembuatan Proyek Akhir ini
2. Merealisasikan pembuatan alat
tentunya
terdapat
kekurangan-
Pemantau Konsumsi Air Minum
kekurangan,
berbasis
Mikrokontroler
pengembangan lebih lanjut. Saran
ATmega328P yang terdiri dari :
membangun yang dibutuhkan untuk
pembuatan
yang
menyempurnakan Proyek Akhir ini,
yang
antara lain sebagai berikut :
hardware
memodifikasi
dispenser
sehingga
diperlukan
sudah ada, setup program yaitu
1. Power supply yang digunakan
program untuk memasukan pin
perlu ditambahkan power supply
yang diinginkan sebagai input
cadangan
dan
program
mengantisipasi apabila terjadi
untuk
pemadaman listrik maka alat
menyimpan data hasil konsumsi
masih dapat bekerja dengan
air
baik.
output,
MicroSD
secara
Card
minum
aitu
realtime.
Semua
rancangan dan program tersebut
2. Dalam
berupa
setiap
aki
ruangan
untuk
yang
sudah dapat berfungsi dengan
digunakan untuk menempatkan
baik.
dispenser
3. Unjuk
kerja
alat
Pemantau
pengaturan
harus
dilakukan
kalibrasi
sensor
Konsumsi Air Minum berbasis
warna
Mikrokontroler
cahayanya berbeda-beda.
ATmega328P
telah diuji dan dapat berjalan
83
dikarenakan
intensitas
3.
Dalam
The Best tutorial. Diakses dari http://diyhacking.com/ard uin o-flow-rate-sensor/ Pada tanggal 28 September 2016.
memodifikasi
Dispenser Sensor flow meter harus ditempatkan tempat sensor
pada
yang presisi karena flow
meter tidak
dapat membaca aliran air yang melewati sensor apabila penempatan sensor tersebut kurang tepat. DAFTAR PUSTAKA Depkes RI. (2006).Pedoman Kualias Air Bersih. Diakses dari https://id.scribd.com/doc/10 2 744123/pedoman-kualitasair-bersih-depkes-RI Depkes ri tentang air minum. Pada tanggal 21 september 2016. Diyani. (2012). Hubungan Pengetahuan Aktivitas Fisik dan Faktor Lain Terhadap Konsumsi Air Minum pada Mahasiswa FKM UI Tahun 2012. Diakses dari lib.ui.ac.id/file?file=digital/2 0320420-S-PDFDika%20Aning%20Diya ni.p df wardlaw 2007 tentang air minum. Pada tanggal 21 September 2016 Sebastian K. (2015). How to calibrate your own sensor (Flow meter). Diakses dari http://github.com/sekdiy/ FlowMeter/wiki/Calibrati ng. Pada tanggal 28 September 2016. Sylvain. (2016). Arduino flow rate sensor interfacing: 84
